华东理工大学硕士学位点介绍：过程系统工程

　　■ 研究方向
　　◆A、工业反应过程先进控制与优化
　
　　特色：紧密结合工业生产过程的内在机理特性，从工业装置实用的要求出发，研究多变量预测控制技术，神经网络、模糊逻辑和专家系统等智能控制技术，在工业生产过程、特别是工业反应过程建模、控制、优化和故障诊断中的应用。
学术地位：近年来，应用先进控制和优化技术对石油化学工业的龙头--大规模乙烯生产装置、化纤工业的龙头--大规模精对苯二甲酸（PTA）生产装置、炼油装置的龙头--常减压装置以及其他石油化工生产过程，特别是其中涉及复杂工业反应过程，进行了过程模型化、软测量、先进控制、故障诊断和优化控制的研究，取得了一些富有创新性的研究成果。获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖3项、省部级科技进步二等奖2项、省部级科技进步三等奖2项，形成了　　12项具有自主知识产权的国家发明专利技术（其中授权5项、公开2项、申请受理5项），获得了6项国家计算机软件著作权登记，以及系列有关石油化工生产过程建模、控制与优化的专有技术。
　　作用和意义：随着我国加入WTO，国内工业企业如何挖潜增效、提高企业竞争力，在日益激烈的市场竞争中立于不败之地已成为众多工业企业，特别是传统工业企业迫在眉睫、必须认真思索的问题。以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展，是当前国民经济现代化建设的战略举措。作为信息技术重要组成部分的工业过程建模、先进控制与优化操作技术在提高工业企业竞争力中有举足轻重的作用。采用先进、适用和可靠的新一代工业过程的建模、先进控制与优化技术，可以改善工业企业中生产设备和生产运营状况，提高生产设备和装置运行效率、增加产量、提高产品质量、降低物耗能耗、延长设备的运行周期，最终提高企业竞争力，实现可持续发展。据国外权威公司分析，在流程工业生产过程实施先进控制，能提高产值3~5%；实施在线操作优化，能提高产值3~5%。

　　◆B、化工过程模型化与动态学
　　
　　过程模型是模拟、控制和优化得以实施的基础，也是相关软件的核心。反应器的动态行为决定操作稳定性和操作变量的敏感性，是确定控制与优化方法的重要依据。本研究方向主要研究各类反应器与反应过程的模型化方法，并在此基础上研究其定态与动态特性，为反应器与反应过程开发、模拟、控制与优化提供技术支撑。
现有的流程模拟与优化软件如PRO/II，AspenPlus等功能强大，但只提供单元操作模块，其中最成功的是精馏过程的建模和优化。而石油化工过程装置的核心反应器模块要么没有，要么只提供十分简单的模型。由于反应器缺乏共性，反应器模型也就缺乏通用性，因此，反应器模型化技术也就成为模拟与优化的核心技术。针对某一具体反应过程的专用模拟与优化软件的开发方兴未艾，发达国家评价多年的积累和技术优势，目前也逐渐形成垄断优势，掌控着这些专用软件的高昂价格。为了摆脱国外软件公司的制约，必须立足于独立，自主开发模拟、控制与优化软件。其中，针对不同反应器和反应过程的不同功能需求的模型化技术是其中的关键。
在国内，我校在反应模型化与动态学领域有明显的优势，并已取得显著的成绩。对反应模型化与动态学进行进一步研究，对提高反应器与反应过程开发，控制和优化水平对将发挥重要作用。

　　◆C、间歇过程控制
　　
　　化工产品的生成有间歇和连续两种方式。30年代以前基本以间歇方式进行，后来随着大规模工业生产的兴起，连续生成方式占据了主导地位。但是近十年来，情况发生了显著的变化，化学工业的重心正在由大规模生产向多品种、少批量转移，间歇过程在化工生产中的地位也越来越重要。间歇过程在化学工业中的重新兴起主要归因于：
　　（1） 全球化竞争日益剧烈，市场需求千变万化。在这种商业环境中，不仅要求产品高质量，还要求产品更新周期短、生产灵活，以适应市场的快速变化。因此，许多大公司都把小批量、高附加值的专用化学品和生物医药产品的开发和生产作为发展战略。
　　（2） 这些产品由于总体需求量较小，用连续生产方式很不经济，首先，由于后加工困难甚至不可能，开停车和生产故障引起的产品质量问题将造成极大的困难，其次，生产能力的过剩将造成严重的设备浪费。
　　（3） 间歇生产可以设备共享－同样的生产装置和设备可用于生产不同产品和牌号，具有连续过程无法比拟的自由度。

　　连续过程一般固定在一个操作条件（如温度）下操作，变化范围很小，特别在操作平稳时仅有随机的波动，因此很多情况下可认为是定态的，并可作线性化处理－目前化工连续过程的先进控制绝大多数都采用线性模型。监测与控制相对比较容易。而对间歇过程，首先操作范围广，非线性强，不能作线性化处理；其次，操作步骤多，一个产品的制备过程中可能经历多次温度、pH、溶氧变化，并伴中间加料，中间产物分离等，不能作定态处理；再次，反应机理复杂，尤其是生化反应，模型化困难。另外，间歇过程生产的产品通常分子量较大，对热敏感，有些还有生物活性，产品浓度分析困难，滞后。因此，间歇过程的监测、控制和优化远比连续过程困难、落后。

　　国内对间歇过程进行的研究工作主要在于生产调度，目的是提高设备利用率。我校化学工程学科主要研究具体的间歇操作过程，目的是提高产品性能和质量稳定性。在这方面我校已有良好的研究基础。主要研究内容包括反应机理（主要是动力学研究），过程模型化，生产监测，先进控制，优化和在线优化等，目的是开发间歇过程监测、控制与优化软件，提供新的合成、制备途径和低耗、高效、绿色工艺，生产高技术含量、高附加值产品。